一種復合反滲透膜制備的界面聚合裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及反滲透膜制備技術領域，尤其是一種復合反滲透膜制備的界面聚 合裝置。
【背景技術】
[0002] 反滲透技術原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜， 而將這些物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解 鹽類、膠體、微生物、有機物等。
[0003] 反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性 的人工半透膜。一般用高分子材料制成，如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺 膜，表面微孔的直徑一般在0.5~1 Onm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的 高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度并不好。有的高分子材料化學結構具有較多 親水基團，因而水的透過速度相對較快。可見，對于比較優異的反滲透膜產品時應當具有滲 透量和脫鹽率均較優的特征。并且也隨著反滲透膜的特征不斷的優化，其從傳統的化工等 領域逐步向食品領域開始引入應用，但其主要是被利用在淡水制備中，水凈化過程中。
[0004] 現有技術中，對于要制備高性能的反滲透膜，均是在反滲透膜制備過程中，通過反 滲透膜的界面聚合反應來實現反滲透膜的性能改善的;而傳統的反滲透膜界面聚合反應是 將反滲透膜支撐層置于界面反應液中浸泡處理，使得多孔支撐層在界面聚合反應液中發生 界面聚合反應，達到改性反滲透膜表面的滲透量和脫鹽率的；而浸沒式的界面聚合由于隨 著界面聚合作用的時間延長，其界面聚合液中的濃度不斷的發生變化，使得多孔支撐層在 的膜片在界面聚合反應液中的濃度不均勻，使得反滲透膜的穩定性較差，并且在高速下將 膜帶取出過程，導致界面聚合液被帶出，導致生產成本較高;低速取出，又影響生產速度，而 且還會導致后面的膜帶魚前面的膜帶所處的界面聚合液濃度不均勻，需要調整界面聚合液 的濃度，導致生產工藝復雜，成本較高。 【實用新型內容】
[0005] 為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供一種復合反滲透膜制 備的界面聚合裝置。
[0006] 具體是通過以下技術方案得以實現的：
[0007] -種復合反滲透膜制備的界面聚合裝置，從膜的走向方向的進入端依次設置有表 干裝置、下壓導輥、涂布底輥、涂布模頭、支撐導輥、風刀、烘箱;其中膜穿過表干裝置，在表 干裝置的尾端設置下壓導輥，膜經過下壓導輥的作用進入涂布底輥的上表面，在涂布底輥 之后設置支撐導輥，支撐導輥將膜支撐向膜的走向傳送，在下壓導輥和支撐導輥之間設置 涂布模頭，涂布模頭位于膜的上表面，涂布模頭的頂端設置有油相料液罐;支撐導輥為多 個，并在膜的走向上的最后一個支撐導輥的上端設置有風刀，風刀與該最后一個支撐導輥 之間有能夠供膜穿過的縫隙，并且膜穿過該縫隙之后，進入烘箱中。
[0008] 所述的涂布底輥為一個，涂布模頭可移動變位。
[0009] 所述的涂布模頭，其移動變位是在Pdijp2之間。
[0010] 所述的移動變位，其Pi到P2之間轉動的角度為90°。
[0011] 所述的P1，其位于膜進入涂布底輥與涂布底輥相接觸的點;所述的P2,其位于膜走 出涂布底輥與涂布底輥相接觸的點。
[0012] 所述的涂布底輥為兩個，涂布模頭位于兩個涂布底輥之間。
[0013] 所述的涂布模頭位于兩個涂布底輥的中間。
[0014] -種復合反滲透膜制備的界面聚合方法，包括以下步驟：
[0015] (1)將含水相溶液的多孔支撐層在表干裝置中表干處理至多孔支撐層表面無肉眼 可見的水相液滴；
[0016] (2)將油相料液采用涂布模頭涂布于步驟(1)處理完的多孔支撐層上，再將其送入 托輥熟化區，熟化脫鹽層，控制熟化溫度為10-70 °C，熟化時間為5-300s，相對濕度為5-80%，得到含有脫鹽層膜；
[0017] (3)將步驟(2)含有脫鹽層膜送入烘箱中干燥處理，除去膜表面的油相料液，烘干 過程的溫度為10_70°C，時間為1.5-2.5min，即可。
[0018] 所述的表干溫度為5-70°C;所述的含水相溶液的多孔支撐層是含胺類單體溶液的 多孔支撐層；所述的胺類單體為環己二胺、哌嗪、乙二醇胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二 胺、乙醇胺、聚乙烯亞胺、三乙胺、苯胺、間苯二胺、對苯二胺、鄰苯二胺、對苯二甲氨和間苯 二甲胺中的至少一種，其在多孔支撐層中的含量為0.5~所述的多孔支撐層由無紡 布和涂覆其上的聚砜層、聚醚砜層、聚偏氟乙烯層和聚丙烯腈層中的至少一種組成;所述的 含水相溶液的多孔支撐層，其含水相溶液的質量分數為5-70%;所述的油相料液，其界面張 力為< 50mN/m;所述的油相料液由酰氯類活性單體和油相溶劑組成，其中酰氯類活性單體 為聯苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、苯甲酰氯、對苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯、 苯二磺酰氯、環戊烷二酰氯、環戊烷三酰氯、環己烷三酰氯、丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、 戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯、環戊烷四酰氯、環己烷二酰氯、癸二酰氯、癸三酰氯、四氫呋 喃二酰氯、四氫呋喃四酰氯、環丙烷三酰氯、環丁烷二酰氯、環丁烷四酰氯、環己烷四酰氯中 的至少一種，并且在油相料液中的質量分數為0.05-2% ;油相溶劑為石腦油、礦物油、環丙 烷、環己烷、環丁烷、環戊烷、環庚烷、環辛烷、甲基環丙烷、乙基環丙烷、丙基環丙烷、丁基環 丙烷、甲基環丁烷、乙基環丁烷、丙基環丁烷、丁基環丁烷、1，2_二甲基環丁烷、1，2_二乙基 環丁烷、1、3_二甲基環丁烷、1-甲基2-乙基環丁烷、1，3_二丙基環戊烷、甲基環己烷、乙基環 己烷、丙基環己烷、正丁基環己烷、異丁基環己烷、叔丁基環己烷、異丙基環己烷、1，2_二甲 基環己烷、IS0PAR-E、IS0PAR-L、IS0PAR-G、IS0PAR-H、IS0PAR-C、EXXS0L-D30、EXXS0L-D40、 EXXS0L-D60、EXXS0L-D80、EXXS0L-D60S、1，3二甲基環己烷、1，4-二甲基環己烷、1，2_ 二乙基 環己烷、1，3_二乙基環己烷、1，4_二乙基環己烷、1-甲基2-乙基環己烷、1-甲基3-乙基環己 烷、1-甲基4-乙基環己烷、叔丁基環庚烷、異丁基環庚烷、甲基環辛烷、乙基環辛烷、異丁基 環辛烷和叔丁基環辛烷中的至少一種。
[0019]所述的涂布，采用的是狹縫涂布，其中狹縫涂布過程中的涂布模頭與膜表面之間 的距離為5-1500um;所述的涂布，其涂布量為5-300g/m2，并且多孔支撐層運行速度為0.5-100m/min;所述的涂布，其是將油相料液與多孔支撐層上的胺類單體進行結合后，在膜表面 進行界面反應，其反應溫度為5-35 °C。
[0020] 所述表干過程，其表干方式為采用風刀表干、自然表干、對流烘箱表干、熱風烘箱 表干、氣浮烘箱表干和氣溢烘箱表干中的至少一種或它們的組合。
[0021] 所述的涂布模頭與涂布底輥之間的狹縫的寬度以及內部的流道結構是根據所涂 布油相溶液的界面張力、粘度、涂層厚度和涂布溫度等設計。
[0022] 所述的熟化裝置是帶有托輥的室內自然開放環境、氣浮烘箱和氣溢烘箱中的至少 一種。
[0023] 與現有技術相比，本實用新型的技術效果體現在：
[0024] 通過從膜走向的起始端依次設置有表干裝置、下壓導輥、涂布底輥、涂布模頭、支 撐導輥、風刀、烘箱，并且結合涂布模頭與涂布底輥的結構設置，使得膜經過的縫隙為狹縫， 在結合膜經過表干裝置、在下壓導輥的作用下，進入涂布底輥與涂布模頭形成的狹縫之間， 再在支撐導輥的作用下，使得膜向膜的走向延伸，并經過風刀與支撐導輥之間形成的狹縫， 確保膜的厚度均一，進入烘箱后進行烘干出來，使得在反滲透膜多孔支撐層上建立了穩定 可控的油水兩相薄層界面作用，使得酰氯單體與胺類單體在界面進行穩定高效的聚合反 應，提高了反滲透膜的品質，確保了反滲透膜的品質穩定，同時，實現連續涂布反應，提高了 生產效率，降低了成本。
[0025] 本實用新型的進行涂布過程中，通過涂布底輥與涂布模頭的作用，將界面聚合反 應液涂布于反滲透膜的多孔支撐層上，避免了反滲透膜帶在高速運轉向前進的過程中造成 界面聚合液浪費的缺陷，降低了生產成本，而且還能夠確保涂布在多孔支撐層上的界面聚 合反應液的濃度均一，提高了反滲透膜產品品質的穩定性，通過連續涂布處理，結合風刀與 支撐導輥之間的狹縫，使得多孔支撐層上的界面聚合反應厚度得到均一化，達到了對油相 溶液液層的厚度精確控制，提高了膜產品的品質，加快了反滲透膜生產速度，降低了成本。
[0026] 本實用新型還結合對界面聚合的方法進行限制，尤其是對界面聚合的工藝步驟進 行限制，提高了界面聚合的可連續性，加快了反滲透膜界面聚合反應的速率，加快了生產速 度，降低了生產成本;再結合熟化過程的溫度、時間、濕度的限制，使得反滲透膜在熟化處理 過程中不會被較高的溫度所損壞，也能夠使得反滲透膜的界面聚合層的性能得到提高，使 得其通透量和脫鹽率均得到改善，提高了反滲透膜的品質;再結合烘干步驟的處理，使得涂 布的物料能夠在一定溫度的作用下得到固定，確保了反滲透膜的品質穩定。
[0027] 具體，本研究者還通過以下實驗來進一步的說明本實用新型的技術效果：
[0028] 實驗組:采用本發明的裝置，將含有37wt%水相溶液的聚砜多孔支撐層采用高速 風刀進行表干處理，表干風速30m/min，支撐層表面無肉眼可見水相液滴，水相單體為間苯 二胺，其在多孔支撐層中的濃度為4.Owt%;然后將含有0.5wt%均苯三甲酰氯的環己烷溶 液采用狹縫涂布模頭均勻涂布于聚砜多孔支撐層上，涂布速度15m/min，涂布量為120g/m 2， 經定量涂布后的聚砜多孔支撐層進入托輥熟化區，熟化溫度為35°C，熟化時間設定為20s， 相對濕度為55 % ;經脫鹽層熟化步驟后的復合反滲透膜進入氣浮烘箱干燥，去除表面環己 烷溶液，烘干溫度60°C，時間2min，獲得膜片，作為實驗組膜片。
[0029]對照組:采用專利申請號為201310303643.9的一種復合反滲透膜及制備方法制備 的復合反滲透膜作為對照膜片。
[0030]實驗方法：
[0031] 將膜片放在膜片檢測臺中，在操作壓力為225psi、原水為2000ppm NaCl水溶